payamvha/North_RAG huggingface dataset:
کاغذ و مصالح ساختمانی استفاده می‌کند. علم مطالعهٔ گیاهان، گیاه‌شناسی نام دارد. دسته‌بندی. ممکن است گیاهان بر مبنای الگوهای رشد فصلی‌شان مرتب شوند. البته گیاهان ساده مثل جلبک‌ها دوران زندگی کوتاهی دارند و اصطلاحات زیر در مورد آن‌ها به‌کار نمی‌رود اما جمعیت جلبک‌ها عموماً فصلی هستند. گیاهان یک‌ساله: زندگی و تولید مثل در یک فصل رشد و نمو. گیاهان دوساله: زندگی در دو فصل رشد و نمو که تولیدمثل معمولاً در سال دوم اتفاق می‌افتد. گیاهان چندساله: زندگی در سال‌های رشد و نمو طولانی؛ ادامه به تولیدمثل در یک مرحله،
رشد و نمو طولانی؛ ادامه به تولیدمثل در یک مرحله، گیاهان آوندی یا غیر چوبی هستند یا چوبی. گیاهان چوبی ممکن است درختانی باشند با یک یا چند تنه و شاخه یا درختچه‌هایی باشند بدون تنه، با شاخه‌هایی که نزدیک سطح زمین قرار دارند. گیاهان دریایی انواعی از گیاهان است که در درون آب رشد کرده است و نیاز به آبیاری ندارند. گیاهان دریایی برای تأمین اکسیژن موجودات دریایی و برای تأمین غذای موجودات دریایی گیاه خوار استفاده می‌شود. همچنین گیاهان دریایی برای پوشش و پنهان کردن حیوانات دریایی کوچک و در امان ماندن از گزند شکارچیان
دریایی کوچک و در امان ماندن از گزند شکارچیان دریایی استفاده می‌شود. همچنین ممکن است گیاهان بر اساس کاربردشان برای انسان طبقه‌بندی شوند. گیاهان غذایی شامل میوه‌ها، سبزیجات، گیاهان دارویی و ادویه‌ها هستند. نام‌گذاری گیاهان. ریشه‌های باستانی. تاریخچه نام‌گذاری گیاهان به تمدن‌های باستانی مانند سومری‌ها و مصری‌ها بازمی‌گردد که اولین سیستم‌های طبقه‌بندی گیاهان را بر اساس ویژگی‌های ظاهری و کاربردهای دارویی ایجاد کردند. الواح گلی سومری متعلق به ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد، شامل فهرست‌های دقیقی از گیاهان با نام‌های
میلاد، شامل فهرست‌های دقیقی از گیاهان با نام‌های توصیفی مانند «گیاه دندان‌شکن» برای گیاهان دارویی خاص است. (منبع: "The Origin and Early Development of Plant Names" - Journal of Ancient Civilizations, 2018) لینه. کارل لینه در سال ۱۷۵۳ با انتشار کتاب «Species Plantarum» سیستم دو نامی (جنس + گونه) را معرفی کرد که انقلابی در نام‌گذاری گیاهان ایجاد نمود. جالب است بدانید لینه ابتدا از نام‌های طولانی و توصیفی مانند "Plantago foliis ovato-lanceolatis pubescentibus" استفاده می‌کرد که بعداً به سیستم مختصر فعلی تغییر
استفاده می‌کرد که بعداً به سیستم مختصر فعلی تغییر یافت. او حتی برخی گیاهان را بر اساس ویژگی‌های جنسی آنها نامگذاری کرد که در آن زمان جنجال‌برانگیز بود! (منبع: "Linnaeus: The Compleat Naturalist" - Wilfrid Blunt, 2001) نام‌های سیاسی و جنجالی. در طول تاریخ، نام‌گذاری گیاهان گاهی جنبه سیاسی به خود گرفته است. پس از جنگ عراق، گیاه‌شناسانی که مخالف جنگ بودند، یک گونه قارچ جدید را "Agaricus bushii" نامیدند! همچنین گیاه "Nepenthes attenboroughii" که در فیلیپین کشف شد، به افتخار دیوید اتنبرو نامگذاری شد و یکی از
شد، به افتخار دیوید اتنبرو نامگذاری شد و یکی از بزرگترین گیاهان گوشتخوار شناخته شده است. (منبع: "Political Botany" - Science Magazine, 2010) جنگ بین نام‌های تجاری و علمی همچنان ادامه دارد. شرکت هلندی "Plantipp" بیش از ۵۰۰ نام تجاری برای انواع رز ثبت کرده است، در حالی که نام علمی همه آنها تقریباً یکسان است. یک مورد جالب، گیاه "Echeveria 'Perle von Nürnberg'" است که در تجارت با نام "PVN" شناخته می‌شود تا تلفظ آن آسان‌تر شود! (منبع: "The Business of Plant Naming" - HortScience, 2021) رکوردهای عجیب.
Plant Naming" - HortScience, 2021) رکوردهای عجیب. طولانی‌ترین نام علمی متعلق به یک ارکیده است: "Orchis italica var. albiflora subvar. maculata f. immaculata". از طرف دیگر، کوتاه‌ترین نام‌ها مانند "Viola" و "Iris" تنها چهار حرف دارند. یک گونه سرخس به نام "Gaga germanotta" به افتخار لیدی گاگا نامگذاری شده است، چون سلول‌های آن زیر میکروسکوپ شبیه لباس‌های عجیب این خواننده هستند! (منبع: "Guinness World Records - Plant Edition", 2022) نام‌گذاری مدرن. امروزه از هوش مصنوعی برای پیشنهاد نام‌های جدید گیاهان استفاده
مصنوعی برای پیشنهاد نام‌های جدید گیاهان استفاده می‌شود. پروژه «PhytoName» در MIT می‌تواند بر اساس ویژگی‌های ژنتیکی و مورفولوژیکی گیاه، نام‌های لاتین مناسب پیشنهاد دهد. همچنین برخی گیاهان کشف شده در بازی‌های ویدیویی مانند "No Man's Sky" به طور رسمی نامگذاری شده‌اند و در بانک اطلاعاتی گیاهشناسی ثبت شده‌اند! (منبع: "Digital Taxonomy" - Nature Biotechnology, 2023) آینده نام‌گذاری گیاهان. دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند تا سال ۲۰۵۰ سیستم نام‌گذاری گیاهان کاملاً دیجیتالی خواهد شد. هر گیاه یک کد QR منحصر به فرد خواهد
خواهد شد. هر گیاه یک کد QR منحصر به فرد خواهد داشت که تمام اطلاعات تاریخی، ژنتیکی و اکولوژیکی آن را در خود جای داده است. همچنین بحث‌هایی درباره استفاده از نام‌های سه‌بعدی یا حتی نام‌های صوتی برای گیاهان در جریان است! (منبع: "The Future of Plant Taxonomy" - Global Botanical Congress, 2023) نام‌گذاری مشارکتی با عموم. برخی مؤسسات از مردم عادی برای نام‌گذاری گیاهان جدید کمک می‌گیرند. باغ گیاهشناسی نیویورک در سال ۲۰۲۲ مسابقه‌ای برگزار کرد که در آن یک دانش‌آموز ۱۲ ساله نام "Dracula simia" (به دلیل شباهت گل به
۱۲ ساله نام "Dracula simia" (به دلیل شباهت گل به صورت میمون) را برای یک ارکیده جدید پیشنهاد داد و برنده شد. این رویکرد جدید به افزایش مشارکت عمومی در علم گیاهشناسی کمک می‌کند. (منبع: "Citizen Taxonomy" - Botanical Society of America, 2022) نام‌های فرازمینی. با پیشرفت اکتشافات فضایی، سیستم‌های نام‌گذاری جدیدی برای گیاهان فرازمینی پیشنهاد شده است. ناسا برای گیاهانی که ممکن است در مریخ کشت شوند، پیشوند "Martio-" را پیشنهاد داده است. همچنین گیاهانی که در ایستگاه فضایی بین‌المللی رشد کرده‌اند، پسوند "spatialis"
فضایی بین‌المللی رشد کرده‌اند، پسوند "spatialis" دریافت می‌کنند، مانند "Arabidopsis thaliana spatialis". (منبع: "Astrobotany Nomenclature" - NASA Technical Report, 2023) زبان‌های در حال انقراض و نام گیاهان. بسیاری از نام‌های محلی گیاهان در حال ناپدید شدن هستند. پروژه "PhytoLex" در حال ثبت نام‌های گیاهان به ۳۰۰ زبان در معرض خطر انقراض است. مثلاً در زبان Tofa سیبری، بیش از ۲۰۰ نام محلی برای انواع مختلف گیاهان وجود دارد که هیچ معادل علمی ندارند و در حال فراموشی هستند. (منبع: "Ethnobotanical Linguistics" -
هستند. (منبع: "Ethnobotanical Linguistics" - UNESCO, 2020) فیزیولوژی. سلول گیاهی. سلول‌های گیاهی دارای ویژگی‌های متمایزی هستند که سایر سلول‌های یوکاریوتی (مانند سلول‌های جانوران) فاقد آن هستند. این ویژگی‌ها شامل واکوئل مرکزی بزرگ، کلروپلاست‌ها و دیوارهٔ سلولی انعطاف‌پذیر قوی است که بیرون از غشای سلولی قرار دارد. کلروپلاست‌ها حاصل همزیست‌زایی یک سلول غیر فتوسنتزی و سیانوباکتری‌های فتوسنتزی هستند. دیوارهٔ سلولی که بیشتر از سلولز ساخته شده است به سلول‌های گیاه اجازه می‌دهد تا بدون ترکیدن با آب متورم شوند.
اجازه می‌دهد تا بدون ترکیدن با آب متورم شوند. واکوئل اجازه می‌دهد تا اندازهٔ سلول تغییر کند، درحالی‌که مقدار سیتوپلاسم ثابت می‌ماند. ساختار. بیشتر گیاهان چندسلولی هستند. سلول‌های گیاهی به انواع سلول‌های متعدد تمایز می‌یابند و بافت‌هایی مانند بافت آوندی با آوند چوبی و آبکش مخصوص رگبرگ‌ها و ساقه‌های برگ و اندام‌هایی با عملکردهای مختلف فیزیولوژیکی مانند ریشه برای جذب آب و مواد معدنی، ساقه برای حمایت و انتقال آب و مولکول‌های سنتزشده تشکیل می‌دهند. برگ‌ها برای فتوسنتز و گل‌ها برای تولیدمثل تمایز یافته‌اند.
فتوسنتز و گل‌ها برای تولیدمثل تمایز یافته‌اند. فتوسنتز. گیاهان فتوسنتز می‌کنند و مولکول‌های غذا (قند) را با استفاده از انرژی به‌دست آمده از نور تولید می‌کنند. سلول‌های گیاهی حاوی رنگدانه‌های سبز رنگی به‌نام کلروفیل در کلروپلاست‌های خود هستند که برای جذب انرژی نور استفاده می‌شوند. معادلهٔ شیمیایی انتها به انتها برای فتوسنتز عبارت‌است از: &lt;chem&gt;6CO2{} + 6H2O{} -&gt;[\text{light}] C6H12O6{} + 6O2{}&lt;/chem&gt; فتوسنتز باعث می‌شود که گیاهان اکسیژن را در جو آزاد کنند. گیاهان سبز بخش قابل توجهی از اکسیژن
جو آزاد کنند. گیاهان سبز بخش قابل توجهی از اکسیژن مولکولی جهان را در کنار جلبک‌های فتوسنتزی و سیانوباکتری‌ها فراهم می‌کنند. برخی گیاهان، سبک زندگی انگلی را اتخاذ کرده‌اند که ممکن است ژن‌های دخیل در فتوسنتز و تولید کلروفیل را از دست داده باشند. رشد و ترمیم. رشد با تعامل ژنوم گیاه با محیط فیزیکی و زیستی آن تعیین می‌شود. عوامل محیطی فیزیکی یا غیرزیستی شامل دما، آب، نور، کربن دی‌اکسید و مواد مغذی موجود در خاک است. برخی عوامل زیستی که بر رشد گیاه تأثیر می‌گذارند عبارت‌اند از تراکم گیاهان، چرا، باکتری‌ها و
عبارت‌اند از تراکم گیاهان، چرا، باکتری‌ها و قارچ‌های همزیست مفید و هجوم آفاتی مانند حشرات یا بیماری‌های گیاهی. یخ‌زدگی و کم‌آبی می‌تواند به گیاهان آسیب برساند یا آن‌ها را از بین ببرد. برخی از گیاهان دارای پروتئین‌های ضدیخ‌زدگی، پروتئین‌های شوک حرارتی و قند در سیتوپلاسم خود هستند که آن‌ها را قادر می‌سازد تا در برابر این تنش‌ها مقاومت کنند. گیاهان به‌طور مداوم در معرض طیف وسیعی از تنش‌های فیزیکی و زیستی هستند که باعث آسیب دی‌ان‌ای می‌شود، اما آن‌ها می‌توانند بسیاری از این آسیب‌ها را تحمل کرده و ترمیم کنند.
بسیاری از این آسیب‌ها را تحمل کرده و ترمیم کنند. مقاومت در برابر بیماری‌ها. گیاهان از گیرنده‌های تشخیص الگو برای شناسایی پاتوژن‌هایی مانند باکتری‌هایی که باعث بیماری‌های گیاهی می‌شوند استفاده می‌کنند. این تشخیص باعث ایجاد یک واکنش محافظتی می‌شود. چنین گیرنده‌هایی نخستین بار در برنج و در "رشادی گوش‌موشی" شناسایی شد. تولیدمثل. گیاهان برای تولید نسل، به‌صورت جنسی، از طریق گامت‌ها، یا به‌طور غیرجنسی، که شامل رشد معمولی است، تولیدمثل می‌کنند. بسیاری از گیاهان از هر دو مکانیسم استفاده می‌کنند. جنسی. هنگام
از هر دو مکانیسم استفاده می‌کنند. جنسی. هنگام تولیدمثل جنسی، گیاهان دارای چرخهٔ زندگی پیچیده‌ای هستند که شامل تناوب نسل است. یک نسل، اسپوروفیت، که دیپلوئید است (با ۲ مجموعه کروموزوم)، نسل بعدی، گامتوفیت را که هاپلوئید است (با یک مجموعه کروموزوم) ایجاد می‌کند. برخی از گیاهان نیز از طریق هاگ به‌صورت غیرجنسی تولیدمثل می‌کنند. در برخی از گیاهان غیر گل‌دار مانند خزه‌ها، گامتوفیت جنسی بیشتر گیاه مرئی را تشکیل می‌دهد. در گیاهان دانه‌ای (بازدانگان و گیاهان گل‌دار)، اسپوروفیت بیشتر گیاه مرئی را تشکیل می‌دهد و
اسپوروفیت بیشتر گیاه مرئی را تشکیل می‌دهد و گامتوفیت بسیار کوچک است. گیاهان گل‌دار با استفاده از گل‌هایی که شامل قسمت‌های نر و ماده هستند تولیدمثل می‌کنند: این گل‌ها ممکن است در یک گل (هرمافرودیت)، روی گل‌های مختلف یک گیاه یا روی گیاهان مختلف باشند. گرده گامت‌های نر تولید می‌کند که وارد تخمک می‌شوند تا سلول تخم گامتوفیت ماده را بارور کنند. لقاح در مادگی یا تخمدان‌ها صورت می‌گیرد که به میوه‌هایی تبدیل می‌شوند که حاوی دانه هستند. میوه‌ها ممکن است به‌طور کامل پراکنده شوند یا ممکن است شکافته شوند و دانه‌ها
پراکنده شوند یا ممکن است شکافته شوند و دانه‌ها به‌صورت جداگانه پراکنده شوند. غیرجنسی. گیاهان به‌صورت غیرجنسی با رشد طیف گسترده‌ای از ساختارها که می‌توانند به گیاهانی جدید تبدیل شوند، تولیدمثل می‌کنند. در ساده‌ترین حالت، گیاهانی مانند خزه یا جگرواشان را می‌توان به تکه‌هایی تقسیم کرد که هر کدام دوباره به گیاهان کامل تبدیل می‌شوند. تکثیر گیاهان گل‌دار با قلمه نیز فرآیندی مشابه است. ساختارهایی مانند دستک‌ها (ساقه‌های رونده) گیاهان را قادر می‌سازند تا برای پوشش یک منطقه رشد کنند و یک کلونی را تشکیل دهند. بسیاری
منطقه رشد کنند و یک کلونی را تشکیل دهند. بسیاری از گیاهان ساختارهای ذخیره‌سازی غذا مانند تنجه‌ها یا پیازها را رشد می‌دهند که هر کدام ممکن است به گیاهی تازه تبدیل شوند. برخی از گیاهان غیر گل‌دار، مانند بسیاری از جگرواش‌ها، خزه‌ها و برخی از پنجه‌گرگ‌ویسان، همراه با چند گیاه گل‌دار، توده‌های کوچکی از سلول‌ها به‌نام ژما را رشد می‌دهند که می‌توانند جدا شوند و رشد کنند. ژنومیک. گیاهان دارای برخی از بزرگ‌ترین ژنوم‌ها در میان همهٔ جانداران هستند. بزرگ‌ترین ژنوم گیاهی (از نظر تعداد ژن) ژنوم گندم ("Triticum
ژنوم گیاهی (از نظر تعداد ژن) ژنوم گندم ("Triticum aestivum") است که پیش‌بینی می‌شود ۹۴۰۰۰ ژن و در نتیجه تقریباً ۵ برابر ژنوم انسان را رمزگذاری کند. نخستین ژنوم گیاهی که توالی‌یابی شد، ژنوم "رشادی گوش‌موشی" بود که حدود ۲۵۵۰۰ ژن را رمزگذاری می‌کند. از نظر توالی DNA محض، کوچک‌ترین ژنوم منتشر شده مربوط به یک گیاه گوشت‌خوار ("Utricularia gibba)" با ۸۲ میلیون باز است (۲۸۵۰۰ ژن را رمزگذاری می‌کند) و بزرگ‌ترین توالی مربوط به صنوبر نروژی ("Picea abies")، با ۱۹٫۶ گیگاباز است. (حدود ۲۸۳۰۰ ژن را رمزگذاری می‌کند).
گیگاباز است. (حدود ۲۸۳۰۰ ژن را رمزگذاری می‌کند). مکانیسم‌های دفاعی گیاهان. گیاهان هنگام حمله حشرات، ترکیبات فرار (VOCs) آزاد می‌کنند که همزمان هم حشرات شکارچی را جذب می‌کنند و هم به گیاهان مجاور هشدار می‌دهند. برخی گیاهان مانند تنباکو با تغییر متابولیسم خود، ترکیبات سمی نیکوتین تولید می‌کنند که حشرات گیاهخوار را دفع می‌کند. سیستم دفاعی القایی در گیاهان باعث می‌شود پس از اولین حمله، پاسخ دفاعی قوی‌تری در مواجهه با حملات بعدی نشان دهند. تولید ترکیبات فنلی و تانن‌ها در برگ‌ها، هضم گیاه را برای حشرات دشوار
و تانن‌ها در برگ‌ها، هضم گیاه را برای حشرات دشوار می‌کند. برخی گیاهان با ایجاد ساختارهای فیزیکی مانند تیغ‌ها یا کرک‌های سوزنی از خود محافظت می‌کنند. گیاهان خانواده کلم با تولید گلوکوزینولات‌ها، سیستم دفاعی شیمیایی قدرتمندی ایجاد می‌کنند. تشکیل کالوس در محل زخم‌ها، راهی فیزیکی برای جلوگیری از ورود پاتوژن‌ها است. سیستم دفاعی گیاهان شامل شبکه پیچیده‌ای از سیگنال‌های هورمونی مانند جاسمونات و سالیسیلیک اسید می‌شود. برخی گیاهان می‌توانند سموم را در بافت‌های خاصی ذخیره کنند تا برای خودشان مضر نباشد. گیاهان
خاصی ذخیره کنند تا برای خودشان مضر نباشد. گیاهان پارازیت مانند سس، سیستم دفاعی میزبان خود را برای حمله به آن مهار می‌کنند. ارتباطات زیرزمینی. شبکه‌های مایکوریزی ارتباطی بین ریشه گیاهان مختلف ایجاد می‌کنند که به اینترنت گیاهی معروف است. گیاهان از طریق این شبکه می‌توانند منابع غذایی را با یکدیگر به اشتراک بگذارند. درختان مادر مواد مغذی را به نهال‌های جوان منتقل می‌کنند تا شانس بقای آنها را افزایش دهند. برخی گیاهان از طریق ریشه‌ها سیگنال‌های شیمیایی ارسال می‌کنند تا رشد رقبا را مهار کنند. ارتباطات ریشه‌ای به
تا رشد رقبا را مهار کنند. ارتباطات ریشه‌ای به گیاهان اجازه می‌دهد در مورد حمله آفات به یکدیگر هشدار دهند. قارچ‌های مایکوریزی تا 80% جذب فسفر گیاهان را بهبود می‌بخشند. برخی گیاهان باکتری‌های تثبیت کننده نیتروژن را در گره‌های ریشه خود اسکان می‌دهند. ترشحات ریشه (اگزوداها) میکروبیوم خاک را تنظیم می‌کنند و از گیاهان محافظت می‌کنند. گیاهان خانواده حبوبات با ارسال سیگنال‌های شیمیایی، باکتری‌های ریزوبیوم را جذب می‌کنند. ارتباطات زیرزمینی می‌تواند تا چندین متر گسترش یابد و جوامع گیاهی را به هم متصل کند. ساعت
گسترش یابد و جوامع گیاهی را به هم متصل کند. ساعت بیولوژیکی. گیاهان دارای ساعت درونی دقیقی هستند که فعالیت‌های فیزیولوژیکی را با چرخه روز و شب هماهنگ می‌کند. حرکت برگ‌ها در برخی گیاهان مانند حساس در پاسخ به نور، نمونه کلاسیک ریتم‌های روزانه است. فتوسنتز گیاهان در ساعات مختلف روز با تغییر شدت نور تنظیم می‌شود. گلدهی بسیاری از گیاهان توسط طول روز (فتوپریود) کنترل می‌شود. گیاهان می‌توانند زمان‌سنجی دقیقی داشته باشند و حتی پس از چند روز در تاریکی هم ریتم خود را حفظ کنند. فیتوکروم‌ها و کریپتوکروم‌ها به عنوان
را حفظ کنند. فیتوکروم‌ها و کریپتوکروم‌ها به عنوان گیرنده‌های نوری، اطلاعات را به ساعت بیولوژیک منتقل می‌کنند. برخی گیاهان مانند گل ساعتی، گل‌های خود را در ساعات خاصی از روز باز و بسته می‌کنند. تغییرات فصلی در گیاهان توسط تعامل بین ساعت بیولوژیک و دمای محیط کنترل می‌شود. تنظیم بیان ژن‌های مرتبط با فتوسنتز بر اساس ریتم شبانه‌روزی انجام می‌شود. اختلال در ساعت بیولوژیک گیاهان می‌تواند رشد و تولیدمثل آنها را به شدت تحت تأثیر قرار دهد. پیدایش و پیشینه. تاریخ گیاهان زمین مشابه مهره‌داران آن است، با مجموعه‌ای از
زمین مشابه مهره‌داران آن است، با مجموعه‌ای از انقراض‌ها و جانشینی‌ها و پیدایش تصادفی اشکال تازه برای سازگاری با محیط. در دورهٔ دِوُنیَن، زمانی که جنگل‌های اولیه پدید آمدند، ابتدا مجموعهٔ گیاهان دم‌اسبی، پنجه‌گرگی‌ها و سرخس‌ها گسترش یافتند و گیاگان (فلورای) غالب زمین را به‌وجود آوردند. این گیاهان به‌وسیلهٔ هاگ تولیدمثل می‌کردند و آب و هوای مرطوب را ترجیح می‌دادند. انرژی لازم برای نگهداری جانوران دریایی اولیه باید نخست توسط زیستمندان فتوسنتزکننده تأمین شده باشد، و هنوز هم عمدتاً توسط این زیستمندان تأمین
باشد، و هنوز هم عمدتاً توسط این زیستمندان تأمین می‌گردد، ولی زمانی در اواخر دوران پرکامبرین جلبک‌های دریایی پرسلولی فرگشت یافتند. در مورد گوناگونی یا فراوانی این گیاهان اطلاعات چندانی در دست نیست؛ آن‌ها قاعدتاً به اجتماعات بی‌مهرگان تنها زیستمندان کوچکی اضافه کرده‌اند و ممکن است مستقیماً توسط زیستمندان دیگر خورده شده باشند. باکتری‌های خاک، قارچ‌ها و اشکال گیاهی پست احتمالاً در دروهٔ کامبرین روی زمین سکنی گزیده‌اند و شاید حاشیهٔ مرداب‌ها و خلیج‌ها به انواع گیاهان پرطاقت و نیمه‌آبزی کمک کرده باشد؛ ولی،
گیاهان پرطاقت و نیمه‌آبزی کمک کرده باشد؛ ولی، نخستین راسته‌های گیاهان غیر آبزی که نوادگان آن‌ها عناصر اصلی گیاهی خشکی را تشکیل می‌دهند، در دورهٔ سیلورین پدید آمده‌اند. گیاهان اولیه از مرداب‌ها و باتلاق‌ها به مناطق خشک واقع در زمین‌های کوهپایه‌ای گسترش یافتند. با گسترش کمربند سبز زمین، جانوران در حاشیه، آن را تعقیب کردند: بندپایان و احتمالاً کرم‌ها، که از خرده‌های گیاهان و سرانجام از خود گیاهان تغذیه می‌کردند، از این جانوران بودند. بدین‌ترتیب برای نگهداری از جمعیت‌های چهارپایان بزرگ که در طی دورهٔ پیدایش
از جمعیت‌های چهارپایان بزرگ که در طی دورهٔ پیدایش یافتند، روی خشکی انواع شکار وجود داشت. گیاهانی که دارای دانه و گرده هستند، در دورهٔ دوونین فرگشت یافتند. آن‌ها طی دورهٔ کربنیفر شاخه-شاخه شدند؛ در دورهٔ پرمین دودمانی به‌نام مخروطیان (کاج‌ها) آغاز به گسترش کرد که در دوران میانه‌زیستی گیاگان غالب خشکی شد. چیرگی مخروطیان با پیدایش اقلیم خشک همراه بود. تحول دیگری که در اواخر دورهٔ کرتاسه روی داد، گسترش ناگهانی گیاهان گُل‌دار برای غلبه بر قلمرو خشکی بود. (امروزه حدود ۰۰۰، ۲۵۰ گونه گیاه گل‌دار وجود دارد) به‌نظر
حدود ۰۰۰، ۲۵۰ گونه گیاه گل‌دار وجود دارد) به‌نظر می‌رسد نخستین گیاهان گل‌دار گونه‌های خودرو و فرصت‌طلبی بوده‌اند که برای تولیدمثل سریع سازگاری یافتند. تخصص‌یابی‌های تولیدمثلی، شامل تکوین گل‌ها و پیدایش دستگاه‌های گرده‌افشانی حشره‌ای، به گیاهان گل‌دار امتیازی عمومی در مقابل مخروطیان بخشید. جزئیات گوناگونی و وفور گونه‌های گیاهی طی دوران‌های دیرینه‌زیستی و میانه‌زیستی تا اندازهٔ زیادی ناشناخته مانده است. دگرگونی عمده‌ای که در عناصر غالب گیاگان زمین روی می‌داد، همانند همان چیزی بود که در مورد جانوران هم اتفاق
همانند همان چیزی بود که در مورد جانوران هم اتفاق می‌افتاد، ولی از قرار معلوم این تغییرات مربوط به رخدادهایی نبودند که جانوران را مورد تأثیر قرار می‌دادند؛ مثلاً، گیاهان گل‌دار مدت‌ها پیش از این‌که دایناسورها منقرض شوند، به‌خوبی تثبیت شده بودند. افزون بر این، چند موج انقراض چهارپایان که در دوران میانه‌زیستی روی داد، در تاریخ گیاهان تا جایی که امروزه می‌دانیم منعکس نشده است. همزیستی گیاهان و باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن. همزیستی بین گیاهان و باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن یکی از پیچیده‌ترین و مهم‌ترین
تثبیت‌کننده نیتروژن یکی از پیچیده‌ترین و مهم‌ترین تعاملات زیستی در طبیعت محسوب می‌شود. این رابطه همیارانه به گیاهان اجازه می‌دهد در خاک‌های فقیر از نیتروژن نیز رشد کنند. باکتری‌های ریزوبیوم با تشخیص سیگنال‌های شیمیایی خاصی که از ریشه گیاهان حبوبات ترشح می‌شود، به سمت ریشه جذب می‌شوند. فرآیند تشکیل گرهک‌های ریشه یک رقص مولکولی دقیق است. گیاهان ترکیبات فلاونوئیدی خاصی ترشح می‌کنند که باعث فعال شدن ژن‌های nod در باکتری‌ها می‌شود. در پاسخ، باکتری‌ها فاکتورهای Nod را تولید می‌کنند که منجر به خمش و تقسیم
Nod را تولید می‌کنند که منجر به خمش و تقسیم سلول‌های ریشه و تشکیل گرهک می‌شود. این فرآیند می‌تواند در عرض چند ساعت پس از تماس اولیه آغاز شود. درون گرهک‌ها، باکتری‌ها به شکل باکتروئید تغییر شکل می‌دهند که قادر به تثبیت نیتروژن هستند. گیاه یک ماتریکس پروتئینی خاص به نام سمبیوزوم ایجاد می‌کند که باکتروئیدها را احاطه کرده و تبادل مواد را تسهیل می‌کند. این ساختار پیچیده تضمین می‌کند که هر دو طرف از این همزیستی سود ببرند. جالب است بدانید که هر گونه گیاهی سیگنال‌های شیمیایی خاص خود را تولید می‌کند و باکتری‌های
شیمیایی خاص خود را تولید می‌کند و باکتری‌های ریزوبیوم نیز به صورت اختصاصی به این سیگنال‌ها پاسخ می‌دهند. این ویژگی باعث شده است که رابطه همزیستی بین گونه‌های خاص گیاهی و باکتریایی ایجاد شود. این اختصاصی بودن نتیجه میلیون‌ها سال تکامل مشترک است. مطالعات اخیر نشان داده‌اند که این رابطه همزیستی می‌تواند تحت تأثیر عوامل محیطی مانند دما، pH خاک و رطوبت قرار گیرد. تغییرات اقلیمی ممکن است این تعاملات ظریف را مختل کند، بنابراین درک عمیق‌تر این فرآیندها برای توسعه راهکارهای کشاورزی پایدار ضروری است. مکانیسم
توسعه راهکارهای کشاورزی پایدار ضروری است. مکانیسم نیتروژناز. آنزیم نیتروژناز یکی از حساس‌ترین و پیچیده‌ترین آنزیم‌های شناخته شده در طبیعت است. این آنزیم از چندین زیرواحد پروتئینی تشکیل شده که برای عملکرد خود به کلاسترهای آهن-گوگرد و یک کوفاکتور منحصر به فرد حاوی مولیبدن نیاز دارد. ساختار این آنزیم به قدری پیچیده است که تاکنون شبیه‌سازی مصنوعی آن با چالش‌های زیادی روبرو بوده است. فرآیند تثبیت نیتروژن به انرژی بسیار زیادی نیاز دارد. برای شکستن پیوند سه‌گانه N≡N و تبدیل آن به آمونیاک (NH₃)، هر مولکول نیتروژن
و تبدیل آن به آمونیاک (NH₃)، هر مولکول نیتروژن به ۱۶ مولکول ATP نیاز دارد. این انرژی از طریق متابولیسم کربوهیدرات‌هایی که گیاه در اختیار باکتری قرار می‌دهد، تأمین می‌شود. این یکی از پرهزینه‌ترین فرآیندهای متابولیک در طبیعت محسوب می‌شود. اکسیژن دشمن اصلی نیتروژناز است، زیرا می‌تواند به کلاسترهای آهن-گوگرد این آنزیم آسیب بزند. برای حل این مشکل، گیاهان پروتئین لگوموگلوبین را تولید می‌کنند که مشابه هموگلوبین در خون انسان عمل می‌کند. این پروتئین اکسیژن را در خود ذخیره کرده و محیطی کم‌اکسیژن برای فعالیت
در خود ذخیره کرده و محیطی کم‌اکسیژن برای فعالیت نیتروژناز ایجاد می‌کند. جالب اینجاست که برخی باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن راهکارهای دیگری برای محافظت از نیتروژناز دارند. مثلاً برخی سیانوباکترها سلول‌های تخصص‌یافته‌ای به نام هتروسیست تولید می‌کنند که دیواره ضخیمی دارند و فاقد فتوسیستم II هستند تا از تولید اکسیژن جلوگیری کنند. این نشان می‌دهد که طبیعت راهکارهای متنوعی برای حل این مشکل ابداع کرده است. تحقیقات جدید نشان داده‌اند که برخی گونه‌های باکتریایی می‌توانند نیتروژناز را حتی در حضور مقادیر کم اکسیژن
نیتروژناز را حتی در حضور مقادیر کم اکسیژن نیز فعال نگه دارند. این یافته‌ها می‌توانند راه را برای توسعه روش‌های جدید تثبیت نیتروژن در شرایط مختلف هموار کنند. درک این مکانیسم‌ها می‌تواند انقلابی در تولید کودهای زیستی ایجاد کند. گیاهان غیرحبوبات. در حالی که همزیستی با ریزوبیوم در حبوبات به خوبی شناخته شده است، بسیاری از گیاهان غیرحبوبات نیز روابط مشابهی با باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن دارند. درختان توسکا (Alnus) و برخی دیگر از گیاهان خانواده بتولاسه با اکتینومیست‌هایی از جنس فرانکیا همزیستی تشکیل می‌دهند.
از جنس فرانکیا همزیستی تشکیل می‌دهند. این باکتری‌ها نیز گرهک‌های ریشه ایجاد می‌کنند، اما ساختار این گرهک‌ها با آنچه در حبوبات دیده می‌شود متفاوت است. برخی گیاهان آبزی مانند آزولا (سرخس شناور) با سیانوباکتر آنابینا آزولا رابطه همزیستی دارند. این سرخس در کشت برنج به عنوان کود سبز استفاده می‌شود و می‌تواند مقدار قابل توجهی نیتروژن به خاک اضافه کند. جالب اینجاست که این همزیستی آنقدر صمیمی است که باکتری از یک نسل سرخس به نسل بعدی منتقل می‌شود. گیاهان خانواده Ericaceae مانند خلنگ و بلوبری نیز با باکتری‌های خاصی
مانند خلنگ و بلوبری نیز با باکتری‌های خاصی همکاری می‌کنند. این گیاهان معمولاً در خاک‌های اسیدی و فقیر از نظر مواد مغذی رشد می‌کنند و توانایی تشکیل همزیستی با میکروارگانیسم‌های تثبیت‌کننده نیتروژن به آنها کمک می‌کند در این شرایط سخت زنده بمانند. این ویژگی به برخی از این گیاهان اجازه داده است به گونه‌های مهاجم تبدیل شوند. تحقیقات اخیر نشان داده‌اند که حتی برخی غلات مانند برنج نیز می‌توانند با باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن مانند آزوسپیریلوم روابط همیارانه ضعیفی تشکیل دهند. اگرچه این باکتری‌ها گرهک تشکیل
ضعیفی تشکیل دهند. اگرچه این باکتری‌ها گرهک تشکیل نمی‌دهند، اما می‌توانند در ریزوسفر گیاه زندگی کرده و مقداری نیتروژن در اختیار گیاه قرار دهند. این کشف می‌تواند پیامدهای مهمی برای کشاورزی پایدار داشته باشد. شواهد جدید نشان می‌دهد که بسیاری از گیاهان جنگلی ممکن است با طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌های تثبیت‌کننده نیتروژن در ارتباط باشند. این تعاملات پیچیده می‌تواند توضیح دهد که چگونه جنگل‌های طبیعی بدون استفاده از کودهای نیتروژنی می‌توانند به رشد خود ادامه دهند. درک این روابط برای مدیریت پایدار جنگل‌ها حیاتی
درک این روابط برای مدیریت پایدار جنگل‌ها حیاتی است. همزیستی آزولا و آنابینا. آزولا (Azolla) یک سرخس آبزی کوچک و شناور است که رابطه همزیستی منحصر به فردی با سیانوباکتر آنابینا آزولا (Anabaena azollae) دارد. این همزیستی یکی از قدیمی‌ترین و پایدارترین روابط همزیستی شناخته شده در طبیعت است که بیش از ۱۰۰ میلیون سال قدمت دارد. آنابینا آزولا در حفره‌های کوچکی در برگ‌های بالایی آزولا زندگی می‌کند. این حفره‌ها ساختارهای ویژه‌ای هستند که به طور خاص برای میزبانی این سیانوباکتر تکامل یافته‌اند. جالب اینجاست که این
سیانوباکتر تکامل یافته‌اند. جالب اینجاست که این رابطه آنقدر صمیمی است که سیانوباکتر از یک نسل آزولا به نسل بعدی منتقل می‌شود. سیانوباکتر آنابینا توانایی تثبیت نیتروژن اتمسفری را دارد و می‌تواند تا ۱ کیلوگرم نیتروژن در هکتار در روز تولید کند. این مقدار نیتروژن برای رشد سریع آزولا کافی است و باعث می‌شود این سرخس بتواند هر ۳-۵ روز دو برابر شود. آزولا در ازای نیتروژن دریافت شده، کربوهیدرات‌ها و یک محیط محافظت‌شده در اختیار سیانوباکتر قرار می‌دهد. این رابطه متقابل به قدری موفق بوده که آنابینا آزولا دیگر به صورت
به قدری موفق بوده که آنابینا آزولا دیگر به صورت مستقل در طبیعت یافت نمی‌شود و کاملاً به میزبان خود وابسته شده است. مطالعات ژنتیکی نشان داده‌اند که ژنوم آنابینا آزولا در طول میلیون‌ها سال همزیستی، کاهش چشمگیری یافته است. بسیاری از ژن‌هایی که برای زندگی مستقل لازم بودند، از ژنوم این سیانوباکتر حذف شده‌اند، زیرا عملکردهای مربوطه توسط میزبان تأمین می‌شود. اهمیت کشاورزی آزولا در آسیا. آزولا قرن‌هاست که در کشاورزی سنتی آسیا، به ویژه در شالیزارهای برنج چین و ویتنام استفاده می‌شود. کشاورزان این سرخس را در آب
ویتنام استفاده می‌شود. کشاورزان این سرخس را در آب شالیزارها رها می‌کنند تا به عنوان کود سبز طبیعی عمل کند. وقتی آزولا می‌میرد و تجزیه می‌شود، نیتروژن تثبیت‌شده توسط آنابینا به صورت آمونیاک و سایر ترکیبات نیتروژنی در اختیار گیاه برنج قرار می‌گیرد. این روش می‌تواند نیاز به کودهای شیمیایی نیتروژنی را تا ۵۰٪ کاهش دهد. علاوه بر تأمین نیتروژن، آزولا با پوشش سطح آب مانع از رشد علف‌های هرز می‌شود و با کاهش تبخیر آب، در مصرف آب صرفه‌جویی می‌کند. همچنین می‌تواند به عنوان خوراک دام و ماهی استفاده شود. در ویتنام،